[发明专利]一种航空航天薄壁环件电磁脉冲增材装置及方法

说明书

本发明公开了一种航空航天薄壁环件电磁脉冲增材装置，包括机架、卷材支架、环形增材基板、喷涂机器人和电磁脉冲模块，卷材支架上转动设置有带材卷，卷材支架位于支架一侧，喷涂机器人位于支架另一侧，喷涂机器人能够对卷绕在环形增材基板上的卷材的表面进行喷涂；环形增材基板通过传动轴与机架转动连接，环形增材基板与传动轴固连，机架上固设有能够驱动传动轴转动的驱动电机；电磁脉冲模块包括电磁头和固设在电磁头上的电磁线圈；环形增材基板的周向侧壁的宽度与带材卷中带材的宽度相等。本发明的航空航天薄壁环件电磁脉冲增材装置及方法，不仅保证了增材制造的质量，还提高了航空航天薄壁环件增材制造的效率。

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，特别是涉及一种航空航天薄壁环件电磁脉冲增材装置及方法。

背景技术

随着我国航空航天事业不断发展，对运载火箭、空间站等大型化、整体化制造提出了更高需求，如10米级高强铝合金重型运载火箭连接环，采用传统制造工艺很难完成。电弧熔丝3D打印技术由于需要逐层熔覆，易产生气孔、成分偏析等制造缺陷，直接影响了增材构件的力学性能。电磁脉冲增材技术作为一种新型、环保、高效的固相连接技术，在航空航天和汽车行业都具有非常大的应用前景。

在申请号为ZL201780007332.4的专利中公开了一种用于在增材制造工艺中使用冲击焊接成形的方法，该方法包括提供具有位于护套内的粉末填充金属芯的线材，然后将线材插入具有开口的导管内，之后提供一个能量脉冲(电磁脉冲或激光脉冲)与护套相互作用以夹断线材的一段，其中能量脉冲使段以足够的速度朝向基底推进，粉末填充金属芯焊接至基底。为了消除熔覆过程中易产生的气孔、成分偏析等制造缺陷，其采用夹断线材的方式进行增材，从而提高增材件的性能，但这种增材方法效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种航空航天薄壁环件电磁脉冲增材装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，在保证增材质量的基础上，提高航空航天薄壁环件增材制造的效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种航空航天薄壁环件电磁脉冲增材装置，包括机架、卷材支架、环形增材基板、喷涂机器人和电磁脉冲模块，所述卷材支架上转动设置有带材卷，所述卷材支架位于所述支架一侧，所述喷涂机器人位于所述支架另一侧，所述喷涂机器人能够对卷绕在所述环形增材基板上的卷材的表面进行喷涂；所述环形增材基板通过传动轴与所述机架转动连接，所述环形增材基板与所述传动轴固连，所述机架上固设有能够驱动所述传动轴转动的驱动电机；所述电磁脉冲模块包括电磁头和固设在所述电磁头上的电磁线圈，所述电磁线圈电连接有电容和放电电路，所述电磁线圈正对所述环形增材基板的周向侧壁，且所述电磁线圈与所述环形增材基板的周向侧壁之间具有间隔，所述电磁头固设在第二安装架上，所述第二安装架与第三丝杆螺纹连接且与第三导轨滑动配合，所述第三导轨和所述第三丝杆均设置在第二移动座上，第四电机能够驱动所述第三丝杆转动；所述第二移动座与第四丝杆螺纹连接且与第四导轨滑动配合，所述第四导轨和所述第四丝杆均设置在所述机架上，第五电机能够驱动所述第四丝杆转动；所述环形增材基板的周向侧壁的宽度与所述带材卷中带材的宽度相等。

优选的，还包括切割模块，所述切割模块包括支撑座、气缸、电机支撑框架、切割电机、第一锯片、第二锯片，所述支撑座与所述机架固连，所述气缸固设在所述支撑座上，所述支撑座上固设有竖直的滑轨，所述电机支撑框架与所述滑轨滑动配合，所述气缸的伸缩杆与所述电机支撑框架固连，所述切割电机固设在所述电机支撑框架上，所述第一锯片和所述第二锯片分别与所述切割电机的输出轴固连，所述第一锯片与所述第二锯片之间的间隔与所述带材卷中带材的宽度相等；所述切割模块位于所述环形增材基板的侧上方。